Correctly handle llvm.global_ctors merging.
[oota-llvm.git] / lib / Linker / LinkModules.cpp
1 //===- lib/Linker/LinkModules.cpp - Module Linker Implementation ----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the LLVM module linker.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "llvm/Linker/Linker.h"
15 #include "llvm-c/Linker.h"
16 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
17 #include "llvm/ADT/Optional.h"
18 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
21 #include "llvm/ADT/Triple.h"
22 #include "llvm/IR/Constants.h"
23 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
24 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
25 #include "llvm/IR/DiagnosticPrinter.h"
26 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
27 #include "llvm/IR/Module.h"
28 #include "llvm/IR/TypeFinder.h"
29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
30 #include "llvm/Support/Debug.h"
31 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
32 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
33 #include <cctype>
34 #include <tuple>
35 using namespace llvm;
36
37
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39 // TypeMap implementation.
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41
42 namespace {
43 class TypeMapTy : public ValueMapTypeRemapper {
44   /// This is a mapping from a source type to a destination type to use.
45   DenseMap<Type*, Type*> MappedTypes;
46
47   /// When checking to see if two subgraphs are isomorphic, we speculatively
48   /// add types to MappedTypes, but keep track of them here in case we need to
49   /// roll back.
50   SmallVector<Type*, 16> SpeculativeTypes;
51
52   SmallVector<StructType*, 16> SpeculativeDstOpaqueTypes;
53
54   /// This is a list of non-opaque structs in the source module that are mapped
55   /// to an opaque struct in the destination module.
56   SmallVector<StructType*, 16> SrcDefinitionsToResolve;
57
58   /// This is the set of opaque types in the destination modules who are
59   /// getting a body from the source module.
60   SmallPtrSet<StructType*, 16> DstResolvedOpaqueTypes;
61
62 public:
63   TypeMapTy(Linker::IdentifiedStructTypeSet &DstStructTypesSet)
64       : DstStructTypesSet(DstStructTypesSet) {}
65
66   Linker::IdentifiedStructTypeSet &DstStructTypesSet;
67   /// Indicate that the specified type in the destination module is conceptually
68   /// equivalent to the specified type in the source module.
69   void addTypeMapping(Type *DstTy, Type *SrcTy);
70
71   /// Produce a body for an opaque type in the dest module from a type
72   /// definition in the source module.
73   void linkDefinedTypeBodies();
74
75   /// Return the mapped type to use for the specified input type from the
76   /// source module.
77   Type *get(Type *SrcTy);
78   Type *get(Type *SrcTy, SmallPtrSet<StructType *, 8> &Visited);
79
80   void finishType(StructType *DTy, StructType *STy, ArrayRef<Type *> ETypes);
81
82   FunctionType *get(FunctionType *T) {
83     return cast<FunctionType>(get((Type *)T));
84   }
85
86   /// Dump out the type map for debugging purposes.
87   void dump() const {
88     for (auto &Pair : MappedTypes) {
89       dbgs() << "TypeMap: ";
90       Pair.first->print(dbgs());
91       dbgs() << " => ";
92       Pair.second->print(dbgs());
93       dbgs() << '\n';
94     }
95   }
96
97 private:
98   Type *remapType(Type *SrcTy) override { return get(SrcTy); }
99
100   bool areTypesIsomorphic(Type *DstTy, Type *SrcTy);
101 };
102 }
103
104 void TypeMapTy::addTypeMapping(Type *DstTy, Type *SrcTy) {
105   assert(SpeculativeTypes.empty());
106   assert(SpeculativeDstOpaqueTypes.empty());
107
108   // Check to see if these types are recursively isomorphic and establish a
109   // mapping between them if so.
110   if (!areTypesIsomorphic(DstTy, SrcTy)) {
111     // Oops, they aren't isomorphic.  Just discard this request by rolling out
112     // any speculative mappings we've established.
113     for (Type *Ty : SpeculativeTypes)
114       MappedTypes.erase(Ty);
115
116     SrcDefinitionsToResolve.resize(SrcDefinitionsToResolve.size() -
117                                    SpeculativeDstOpaqueTypes.size());
118     for (StructType *Ty : SpeculativeDstOpaqueTypes)
119       DstResolvedOpaqueTypes.erase(Ty);
120   } else {
121     for (Type *Ty : SpeculativeTypes)
122       if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
123         if (STy->hasName())
124           STy->setName("");
125   }
126   SpeculativeTypes.clear();
127   SpeculativeDstOpaqueTypes.clear();
128 }
129
130 /// Recursively walk this pair of types, returning true if they are isomorphic,
131 /// false if they are not.
132 bool TypeMapTy::areTypesIsomorphic(Type *DstTy, Type *SrcTy) {
133   // Two types with differing kinds are clearly not isomorphic.
134   if (DstTy->getTypeID() != SrcTy->getTypeID())
135     return false;
136
137   // If we have an entry in the MappedTypes table, then we have our answer.
138   Type *&Entry = MappedTypes[SrcTy];
139   if (Entry)
140     return Entry == DstTy;
141
142   // Two identical types are clearly isomorphic.  Remember this
143   // non-speculatively.
144   if (DstTy == SrcTy) {
145     Entry = DstTy;
146     return true;
147   }
148
149   // Okay, we have two types with identical kinds that we haven't seen before.
150
151   // If this is an opaque struct type, special case it.
152   if (StructType *SSTy = dyn_cast<StructType>(SrcTy)) {
153     // Mapping an opaque type to any struct, just keep the dest struct.
154     if (SSTy->isOpaque()) {
155       Entry = DstTy;
156       SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
157       return true;
158     }
159
160     // Mapping a non-opaque source type to an opaque dest.  If this is the first
161     // type that we're mapping onto this destination type then we succeed.  Keep
162     // the dest, but fill it in later. If this is the second (different) type
163     // that we're trying to map onto the same opaque type then we fail.
164     if (cast<StructType>(DstTy)->isOpaque()) {
165       // We can only map one source type onto the opaque destination type.
166       if (!DstResolvedOpaqueTypes.insert(cast<StructType>(DstTy)).second)
167         return false;
168       SrcDefinitionsToResolve.push_back(SSTy);
169       SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
170       SpeculativeDstOpaqueTypes.push_back(cast<StructType>(DstTy));
171       Entry = DstTy;
172       return true;
173     }
174   }
175
176   // If the number of subtypes disagree between the two types, then we fail.
177   if (SrcTy->getNumContainedTypes() != DstTy->getNumContainedTypes())
178     return false;
179
180   // Fail if any of the extra properties (e.g. array size) of the type disagree.
181   if (isa<IntegerType>(DstTy))
182     return false;  // bitwidth disagrees.
183   if (PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(DstTy)) {
184     if (PT->getAddressSpace() != cast<PointerType>(SrcTy)->getAddressSpace())
185       return false;
186
187   } else if (FunctionType *FT = dyn_cast<FunctionType>(DstTy)) {
188     if (FT->isVarArg() != cast<FunctionType>(SrcTy)->isVarArg())
189       return false;
190   } else if (StructType *DSTy = dyn_cast<StructType>(DstTy)) {
191     StructType *SSTy = cast<StructType>(SrcTy);
192     if (DSTy->isLiteral() != SSTy->isLiteral() ||
193         DSTy->isPacked() != SSTy->isPacked())
194       return false;
195   } else if (ArrayType *DATy = dyn_cast<ArrayType>(DstTy)) {
196     if (DATy->getNumElements() != cast<ArrayType>(SrcTy)->getNumElements())
197       return false;
198   } else if (VectorType *DVTy = dyn_cast<VectorType>(DstTy)) {
199     if (DVTy->getNumElements() != cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements())
200       return false;
201   }
202
203   // Otherwise, we speculate that these two types will line up and recursively
204   // check the subelements.
205   Entry = DstTy;
206   SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
207
208   for (unsigned I = 0, E = SrcTy->getNumContainedTypes(); I != E; ++I)
209     if (!areTypesIsomorphic(DstTy->getContainedType(I),
210                             SrcTy->getContainedType(I)))
211       return false;
212
213   // If everything seems to have lined up, then everything is great.
214   return true;
215 }
216
217 void TypeMapTy::linkDefinedTypeBodies() {
218   SmallVector<Type*, 16> Elements;
219   for (StructType *SrcSTy : SrcDefinitionsToResolve) {
220     StructType *DstSTy = cast<StructType>(MappedTypes[SrcSTy]);
221     assert(DstSTy->isOpaque());
222
223     // Map the body of the source type over to a new body for the dest type.
224     Elements.resize(SrcSTy->getNumElements());
225     for (unsigned I = 0, E = Elements.size(); I != E; ++I)
226       Elements[I] = get(SrcSTy->getElementType(I));
227
228     DstSTy->setBody(Elements, SrcSTy->isPacked());
229     DstStructTypesSet.switchToNonOpaque(DstSTy);
230   }
231   SrcDefinitionsToResolve.clear();
232   DstResolvedOpaqueTypes.clear();
233 }
234
235 void TypeMapTy::finishType(StructType *DTy, StructType *STy,
236                            ArrayRef<Type *> ETypes) {
237   DTy->setBody(ETypes, STy->isPacked());
238
239   // Steal STy's name.
240   if (STy->hasName()) {
241     SmallString<16> TmpName = STy->getName();
242     STy->setName("");
243     DTy->setName(TmpName);
244   }
245
246   DstStructTypesSet.addNonOpaque(DTy);
247 }
248
249 Type *TypeMapTy::get(Type *Ty) {
250   SmallPtrSet<StructType *, 8> Visited;
251   return get(Ty, Visited);
252 }
253
254 Type *TypeMapTy::get(Type *Ty, SmallPtrSet<StructType *, 8> &Visited) {
255   // If we already have an entry for this type, return it.
256   Type **Entry = &MappedTypes[Ty];
257   if (*Entry)
258     return *Entry;
259
260   // These are types that LLVM itself will unique.
261   bool IsUniqued = !isa<StructType>(Ty) || cast<StructType>(Ty)->isLiteral();
262
263 #ifndef NDEBUG
264   if (!IsUniqued) {
265     for (auto &Pair : MappedTypes) {
266       assert(!(Pair.first != Ty && Pair.second == Ty) &&
267              "mapping to a source type");
268     }
269   }
270 #endif
271
272   if (!IsUniqued && !Visited.insert(cast<StructType>(Ty)).second) {
273     StructType *DTy = StructType::create(Ty->getContext());
274     return *Entry = DTy;
275   }
276
277   // If this is not a recursive type, then just map all of the elements and
278   // then rebuild the type from inside out.
279   SmallVector<Type *, 4> ElementTypes;
280
281   // If there are no element types to map, then the type is itself.  This is
282   // true for the anonymous {} struct, things like 'float', integers, etc.
283   if (Ty->getNumContainedTypes() == 0 && IsUniqued)
284     return *Entry = Ty;
285
286   // Remap all of the elements, keeping track of whether any of them change.
287   bool AnyChange = false;
288   ElementTypes.resize(Ty->getNumContainedTypes());
289   for (unsigned I = 0, E = Ty->getNumContainedTypes(); I != E; ++I) {
290     ElementTypes[I] = get(Ty->getContainedType(I), Visited);
291     AnyChange |= ElementTypes[I] != Ty->getContainedType(I);
292   }
293
294   // If we found our type while recursively processing stuff, just use it.
295   Entry = &MappedTypes[Ty];
296   if (*Entry) {
297     if (auto *DTy = dyn_cast<StructType>(*Entry)) {
298       if (DTy->isOpaque()) {
299         auto *STy = cast<StructType>(Ty);
300         finishType(DTy, STy, ElementTypes);
301       }
302     }
303     return *Entry;
304   }
305
306   // If all of the element types mapped directly over and the type is not
307   // a nomed struct, then the type is usable as-is.
308   if (!AnyChange && IsUniqued)
309     return *Entry = Ty;
310
311   // Otherwise, rebuild a modified type.
312   switch (Ty->getTypeID()) {
313   default:
314     llvm_unreachable("unknown derived type to remap");
315   case Type::ArrayTyID:
316     return *Entry = ArrayType::get(ElementTypes[0],
317                                    cast<ArrayType>(Ty)->getNumElements());
318   case Type::VectorTyID:
319     return *Entry = VectorType::get(ElementTypes[0],
320                                     cast<VectorType>(Ty)->getNumElements());
321   case Type::PointerTyID:
322     return *Entry = PointerType::get(ElementTypes[0],
323                                      cast<PointerType>(Ty)->getAddressSpace());
324   case Type::FunctionTyID:
325     return *Entry = FunctionType::get(ElementTypes[0],
326                                       makeArrayRef(ElementTypes).slice(1),
327                                       cast<FunctionType>(Ty)->isVarArg());
328   case Type::StructTyID: {
329     auto *STy = cast<StructType>(Ty);
330     bool IsPacked = STy->isPacked();
331     if (IsUniqued)
332       return *Entry = StructType::get(Ty->getContext(), ElementTypes, IsPacked);
333
334     // If the type is opaque, we can just use it directly.
335     if (STy->isOpaque()) {
336       DstStructTypesSet.addOpaque(STy);
337       return *Entry = Ty;
338     }
339
340     if (StructType *OldT =
341             DstStructTypesSet.findNonOpaque(ElementTypes, IsPacked)) {
342       STy->setName("");
343       return *Entry = OldT;
344     }
345
346     if (!AnyChange) {
347       DstStructTypesSet.addNonOpaque(STy);
348       return *Entry = Ty;
349     }
350
351     StructType *DTy = StructType::create(Ty->getContext());
352     finishType(DTy, STy, ElementTypes);
353     return *Entry = DTy;
354   }
355   }
356 }
357
358 //===----------------------------------------------------------------------===//
359 // ModuleLinker implementation.
360 //===----------------------------------------------------------------------===//
361
362 namespace {
363 class ModuleLinker;
364
365 /// Creates prototypes for functions that are lazily linked on the fly. This
366 /// speeds up linking for modules with many/ lazily linked functions of which
367 /// few get used.
368 class ValueMaterializerTy final : public ValueMaterializer {
369   ModuleLinker *ModLinker;
370
371 public:
372   ValueMaterializerTy(ModuleLinker *ModLinker) : ModLinker(ModLinker) {}
373
374   Value *materializeDeclFor(Value *V) override;
375   void materializeInitFor(GlobalValue *New, GlobalValue *Old) override;
376 };
377
378 class LinkDiagnosticInfo : public DiagnosticInfo {
379   const Twine &Msg;
380
381 public:
382   LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity, const Twine &Msg);
383   void print(DiagnosticPrinter &DP) const override;
384 };
385 LinkDiagnosticInfo::LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity,
386                                        const Twine &Msg)
387     : DiagnosticInfo(DK_Linker, Severity), Msg(Msg) {}
388 void LinkDiagnosticInfo::print(DiagnosticPrinter &DP) const { DP << Msg; }
389
390 /// This is an implementation class for the LinkModules function, which is the
391 /// entrypoint for this file.
392 class ModuleLinker {
393   Module *DstM, *SrcM;
394
395   TypeMapTy TypeMap;
396   ValueMaterializerTy ValMaterializer;
397
398   /// Mapping of values from what they used to be in Src, to what they are now
399   /// in DstM.  ValueToValueMapTy is a ValueMap, which involves some overhead
400   /// due to the use of Value handles which the Linker doesn't actually need,
401   /// but this allows us to reuse the ValueMapper code.
402   ValueToValueMapTy ValueMap;
403
404   struct AppendingVarInfo {
405     GlobalVariable *NewGV;   // New aggregate global in dest module.
406     const Constant *DstInit; // Old initializer from dest module.
407     const Constant *SrcInit; // Old initializer from src module.
408   };
409
410   std::vector<AppendingVarInfo> AppendingVars;
411
412   // Set of items not to link in from source.
413   SmallPtrSet<const Value *, 16> DoNotLinkFromSource;
414
415   DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler;
416
417   /// For symbol clashes, prefer those from Src.
418   unsigned Flags;
419
420   /// Function index passed into ModuleLinker for using in function
421   /// importing/exporting handling.
422   const FunctionInfoIndex *ImportIndex;
423
424   /// Function to import from source module, all other functions are
425   /// imported as declarations instead of definitions.
426   Function *ImportFunction;
427
428   /// Set to true if the given FunctionInfoIndex contains any functions
429   /// from this source module, in which case we must conservatively assume
430   /// that any of its functions may be imported into another module
431   /// as part of a different backend compilation process.
432   bool HasExportedFunctions;
433
434   /// Set to true when all global value body linking is complete (including
435   /// lazy linking). Used to prevent metadata linking from creating new
436   /// references.
437   bool DoneLinkingBodies;
438
439 public:
440   ModuleLinker(Module *dstM, Linker::IdentifiedStructTypeSet &Set, Module *srcM,
441                DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler, unsigned Flags,
442                const FunctionInfoIndex *Index = nullptr,
443                Function *FuncToImport = nullptr)
444       : DstM(dstM), SrcM(srcM), TypeMap(Set), ValMaterializer(this),
445         DiagnosticHandler(DiagnosticHandler), Flags(Flags), ImportIndex(Index),
446         ImportFunction(FuncToImport), HasExportedFunctions(false),
447         DoneLinkingBodies(false) {
448     assert((ImportIndex || !ImportFunction) &&
449            "Expect a FunctionInfoIndex when importing");
450     // If we have a FunctionInfoIndex but no function to import,
451     // then this is the primary module being compiled in a ThinLTO
452     // backend compilation, and we need to see if it has functions that
453     // may be exported to another backend compilation.
454     if (ImportIndex && !ImportFunction)
455       HasExportedFunctions = ImportIndex->hasExportedFunctions(SrcM);
456   }
457
458   bool run();
459   Value *materializeDeclFor(Value *V);
460   void materializeInitFor(GlobalValue *New, GlobalValue *Old);
461
462 private:
463   bool shouldOverrideFromSrc() { return Flags & Linker::OverrideFromSrc; }
464   bool shouldLinkOnlyNeeded() { return Flags & Linker::LinkOnlyNeeded; }
465   bool shouldInternalizeLinkedSymbols() {
466     return Flags & Linker::InternalizeLinkedSymbols;
467   }
468
469   /// Handles cloning of a global values from the source module into
470   /// the destination module, including setting the attributes and visibility.
471   GlobalValue *copyGlobalValueProto(TypeMapTy &TypeMap, const GlobalValue *SGV,
472                                     const GlobalValue *DGV = nullptr);
473
474   /// Check if we should promote the given local value to global scope.
475   bool doPromoteLocalToGlobal(const GlobalValue *SGV);
476
477   /// Check if all global value body linking is complete.
478   bool doneLinkingBodies() { return DoneLinkingBodies; }
479
480   bool shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc, const GlobalValue &Dest,
481                             const GlobalValue &Src);
482
483   /// Helper method for setting a message and returning an error code.
484   bool emitError(const Twine &Message) {
485     DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Error, Message));
486     return true;
487   }
488
489   void emitWarning(const Twine &Message) {
490     DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Warning, Message));
491   }
492
493   bool getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
494                        const GlobalVariable *&GVar);
495   bool computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
496                                      Comdat::SelectionKind Src,
497                                      Comdat::SelectionKind Dst,
498                                      Comdat::SelectionKind &Result,
499                                      bool &LinkFromSrc);
500   std::map<const Comdat *, std::pair<Comdat::SelectionKind, bool>>
501       ComdatsChosen;
502   bool getComdatResult(const Comdat *SrcC, Comdat::SelectionKind &SK,
503                        bool &LinkFromSrc);
504   // Keep track of the global value members of each comdat in source.
505   DenseMap<const Comdat *, std::vector<GlobalValue *>> ComdatMembers;
506
507   /// Given a global in the source module, return the global in the
508   /// destination module that is being linked to, if any.
509   GlobalValue *getLinkedToGlobal(const GlobalValue *SrcGV) {
510     // If the source has no name it can't link.  If it has local linkage,
511     // there is no name match-up going on.
512     if (!SrcGV->hasName() || GlobalValue::isLocalLinkage(getLinkage(SrcGV)))
513       return nullptr;
514
515     // Otherwise see if we have a match in the destination module's symtab.
516     GlobalValue *DGV = DstM->getNamedValue(getName(SrcGV));
517     if (!DGV)
518       return nullptr;
519
520     // If we found a global with the same name in the dest module, but it has
521     // internal linkage, we are really not doing any linkage here.
522     if (DGV->hasLocalLinkage())
523       return nullptr;
524
525     // Otherwise, we do in fact link to the destination global.
526     return DGV;
527   }
528
529   void computeTypeMapping();
530
531   void upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name);
532   void upgradeMismatchedGlobals();
533
534   bool linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
535                              const GlobalVariable *SrcGV);
536
537   bool linkGlobalValueProto(GlobalValue *GV);
538   bool linkModuleFlagsMetadata();
539
540   void linkAppendingVarInit(AppendingVarInfo &AVI);
541
542   void linkGlobalInit(GlobalVariable &Dst, GlobalVariable &Src);
543   bool linkFunctionBody(Function &Dst, Function &Src);
544   void linkAliasBody(GlobalAlias &Dst, GlobalAlias &Src);
545   bool linkGlobalValueBody(GlobalValue &Src);
546
547   /// Functions that take care of cloning a specific global value type
548   /// into the destination module.
549   GlobalVariable *copyGlobalVariableProto(TypeMapTy &TypeMap,
550                                           const GlobalVariable *SGVar);
551   Function *copyFunctionProto(TypeMapTy &TypeMap, const Function *SF);
552   GlobalValue *copyGlobalAliasProto(TypeMapTy &TypeMap, const GlobalAlias *SGA);
553
554   /// Helper methods to check if we are importing from or potentially
555   /// exporting from the current source module.
556   bool isPerformingImport() { return ImportFunction != nullptr; }
557   bool isModuleExporting() { return HasExportedFunctions; }
558
559   /// If we are importing from the source module, checks if we should
560   /// import SGV as a definition, otherwise import as a declaration.
561   bool doImportAsDefinition(const GlobalValue *SGV);
562
563   /// Get the name for SGV that should be used in the linked destination
564   /// module. Specifically, this handles the case where we need to rename
565   /// a local that is being promoted to global scope.
566   std::string getName(const GlobalValue *SGV);
567
568   /// Get the new linkage for SGV that should be used in the linked destination
569   /// module. Specifically, for ThinLTO importing or exporting it may need
570   /// to be adjusted.
571   GlobalValue::LinkageTypes getLinkage(const GlobalValue *SGV);
572
573   /// Copies the necessary global value attributes and name from the source
574   /// to the newly cloned global value.
575   void copyGVAttributes(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SrcGV);
576
577   /// Updates the visibility for the new global cloned from the source
578   /// and, if applicable, linked with an existing destination global.
579   /// Handles visibility change required for promoted locals.
580   void setVisibility(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SGV,
581                      const GlobalValue *DGV = nullptr);
582
583   void linkNamedMDNodes();
584 };
585 }
586
587 /// The LLVM SymbolTable class autorenames globals that conflict in the symbol
588 /// table. This is good for all clients except for us. Go through the trouble
589 /// to force this back.
590 static void forceRenaming(GlobalValue *GV, StringRef Name) {
591   // If the global doesn't force its name or if it already has the right name,
592   // there is nothing for us to do.
593   // Note that any required local to global promotion should already be done,
594   // so promoted locals will not skip this handling as their linkage is no
595   // longer local.
596   if (GV->hasLocalLinkage() || GV->getName() == Name)
597     return;
598
599   Module *M = GV->getParent();
600
601   // If there is a conflict, rename the conflict.
602   if (GlobalValue *ConflictGV = M->getNamedValue(Name)) {
603     GV->takeName(ConflictGV);
604     ConflictGV->setName(Name);    // This will cause ConflictGV to get renamed
605     assert(ConflictGV->getName() != Name && "forceRenaming didn't work");
606   } else {
607     GV->setName(Name);              // Force the name back
608   }
609 }
610
611 /// copy additional attributes (those not needed to construct a GlobalValue)
612 /// from the SrcGV to the DestGV.
613 void ModuleLinker::copyGVAttributes(GlobalValue *NewGV,
614                                     const GlobalValue *SrcGV) {
615   auto *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(SrcGV);
616   // Check for the special case of converting an alias (definition) to a
617   // non-alias (declaration). This can happen when we are importing and
618   // encounter a weak_any alias (weak_any defs may not be imported, see
619   // comments in ModuleLinker::getLinkage) or an alias whose base object is
620   // being imported as a declaration. In that case copy the attributes from the
621   // base object.
622   if (GA && !dyn_cast<GlobalAlias>(NewGV)) {
623     assert(isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(GA));
624     NewGV->copyAttributesFrom(GA->getBaseObject());
625   } else
626     NewGV->copyAttributesFrom(SrcGV);
627   forceRenaming(NewGV, getName(SrcGV));
628 }
629
630 static bool isLessConstraining(GlobalValue::VisibilityTypes a,
631                                GlobalValue::VisibilityTypes b) {
632   if (a == GlobalValue::HiddenVisibility)
633     return false;
634   if (b == GlobalValue::HiddenVisibility)
635     return true;
636   if (a == GlobalValue::ProtectedVisibility)
637     return false;
638   if (b == GlobalValue::ProtectedVisibility)
639     return true;
640   return false;
641 }
642
643 bool ModuleLinker::doImportAsDefinition(const GlobalValue *SGV) {
644   if (!isPerformingImport())
645     return false;
646   auto *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(SGV);
647   if (GA) {
648     if (GA->hasWeakAnyLinkage())
649       return false;
650     const GlobalObject *GO = GA->getBaseObject();
651     if (!GO->hasLinkOnceODRLinkage())
652       return false;
653     return doImportAsDefinition(GO);
654   }
655   // Always import GlobalVariable definitions, except for the special
656   // case of WeakAny which are imported as ExternalWeak declarations
657   // (see comments in ModuleLinker::getLinkage). The linkage changes
658   // described in ModuleLinker::getLinkage ensure the correct behavior (e.g.
659   // global variables with external linkage are transformed to
660   // available_externally definitions, which are ultimately turned into
661   // declarations after the EliminateAvailableExternally pass).
662   if (isa<GlobalVariable>(SGV) && !SGV->isDeclaration() &&
663       !SGV->hasWeakAnyLinkage())
664     return true;
665   // Only import the function requested for importing.
666   auto *SF = dyn_cast<Function>(SGV);
667   if (SF && SF == ImportFunction)
668     return true;
669   // Otherwise no.
670   return false;
671 }
672
673 bool ModuleLinker::doPromoteLocalToGlobal(const GlobalValue *SGV) {
674   assert(SGV->hasLocalLinkage());
675   // Both the imported references and the original local variable must
676   // be promoted.
677   if (!isPerformingImport() && !isModuleExporting())
678     return false;
679
680   // Local const variables never need to be promoted unless they are address
681   // taken. The imported uses can simply use the clone created in this module.
682   // For now we are conservative in determining which variables are not
683   // address taken by checking the unnamed addr flag. To be more aggressive,
684   // the address taken information must be checked earlier during parsing
685   // of the module and recorded in the function index for use when importing
686   // from that module.
687   auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV);
688   if (GVar && GVar->isConstant() && GVar->hasUnnamedAddr())
689     return false;
690
691   // Eventually we only need to promote functions in the exporting module that
692   // are referenced by a potentially exported function (i.e. one that is in the
693   // function index).
694   return true;
695 }
696
697 std::string ModuleLinker::getName(const GlobalValue *SGV) {
698   // For locals that must be promoted to global scope, ensure that
699   // the promoted name uniquely identifies the copy in the original module,
700   // using the ID assigned during combined index creation. When importing,
701   // we rename all locals (not just those that are promoted) in order to
702   // avoid naming conflicts between locals imported from different modules.
703   if (SGV->hasLocalLinkage() &&
704       (doPromoteLocalToGlobal(SGV) || isPerformingImport()))
705     return FunctionInfoIndex::getGlobalNameForLocal(
706         SGV->getName(),
707         ImportIndex->getModuleId(SGV->getParent()->getModuleIdentifier()));
708   return SGV->getName();
709 }
710
711 GlobalValue::LinkageTypes ModuleLinker::getLinkage(const GlobalValue *SGV) {
712   // Any local variable that is referenced by an exported function needs
713   // to be promoted to global scope. Since we don't currently know which
714   // functions reference which local variables/functions, we must treat
715   // all as potentially exported if this module is exporting anything.
716   if (isModuleExporting()) {
717     if (SGV->hasLocalLinkage() && doPromoteLocalToGlobal(SGV))
718       return GlobalValue::ExternalLinkage;
719     return SGV->getLinkage();
720   }
721
722   // Otherwise, if we aren't importing, no linkage change is needed.
723   if (!isPerformingImport())
724     return SGV->getLinkage();
725
726   switch (SGV->getLinkage()) {
727   case GlobalValue::ExternalLinkage:
728     // External defnitions are converted to available_externally
729     // definitions upon import, so that they are available for inlining
730     // and/or optimization, but are turned into declarations later
731     // during the EliminateAvailableExternally pass.
732     if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
733       return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
734     // An imported external declaration stays external.
735     return SGV->getLinkage();
736
737   case GlobalValue::AvailableExternallyLinkage:
738     // An imported available_externally definition converts
739     // to external if imported as a declaration.
740     if (!doImportAsDefinition(SGV))
741       return GlobalValue::ExternalLinkage;
742     // An imported available_externally declaration stays that way.
743     return SGV->getLinkage();
744
745   case GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage:
746   case GlobalValue::LinkOnceODRLinkage:
747     // These both stay the same when importing the definition.
748     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
749     return SGV->getLinkage();
750
751   case GlobalValue::WeakAnyLinkage:
752     // Can't import weak_any definitions correctly, or we might change the
753     // program semantics, since the linker will pick the first weak_any
754     // definition and importing would change the order they are seen by the
755     // linker. The module linking caller needs to enforce this.
756     assert(!doImportAsDefinition(SGV));
757     // If imported as a declaration, it becomes external_weak.
758     return GlobalValue::ExternalWeakLinkage;
759
760   case GlobalValue::WeakODRLinkage:
761     // For weak_odr linkage, there is a guarantee that all copies will be
762     // equivalent, so the issue described above for weak_any does not exist,
763     // and the definition can be imported. It can be treated similarly
764     // to an imported externally visible global value.
765     if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
766       return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
767     else
768       return GlobalValue::ExternalLinkage;
769
770   case GlobalValue::AppendingLinkage:
771     // It would be incorrect to import an appending linkage variable,
772     // since it would cause global constructors/destructors to be
773     // executed multiple times. This should have already been handled
774     // by linkGlobalValueProto.
775     llvm_unreachable("Cannot import appending linkage variable");
776
777   case GlobalValue::InternalLinkage:
778   case GlobalValue::PrivateLinkage:
779     // If we are promoting the local to global scope, it is handled
780     // similarly to a normal externally visible global.
781     if (doPromoteLocalToGlobal(SGV)) {
782       if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
783         return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
784       else
785         return GlobalValue::ExternalLinkage;
786     }
787     // A non-promoted imported local definition stays local.
788     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
789     return SGV->getLinkage();
790
791   case GlobalValue::ExternalWeakLinkage:
792     // External weak doesn't apply to definitions, must be a declaration.
793     assert(!doImportAsDefinition(SGV));
794     // Linkage stays external_weak.
795     return SGV->getLinkage();
796
797   case GlobalValue::CommonLinkage:
798     // Linkage stays common on definitions.
799     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
800     return SGV->getLinkage();
801   }
802
803   llvm_unreachable("unknown linkage type");
804 }
805
806 /// Loop through the global variables in the src module and merge them into the
807 /// dest module.
808 GlobalVariable *
809 ModuleLinker::copyGlobalVariableProto(TypeMapTy &TypeMap,
810                                       const GlobalVariable *SGVar) {
811   // No linking to be performed or linking from the source: simply create an
812   // identical version of the symbol over in the dest module... the
813   // initializer will be filled in later by LinkGlobalInits.
814   GlobalVariable *NewDGV = new GlobalVariable(
815       *DstM, TypeMap.get(SGVar->getType()->getElementType()),
816       SGVar->isConstant(), getLinkage(SGVar), /*init*/ nullptr, getName(SGVar),
817       /*insertbefore*/ nullptr, SGVar->getThreadLocalMode(),
818       SGVar->getType()->getAddressSpace());
819
820   return NewDGV;
821 }
822
823 /// Link the function in the source module into the destination module if
824 /// needed, setting up mapping information.
825 Function *ModuleLinker::copyFunctionProto(TypeMapTy &TypeMap,
826                                           const Function *SF) {
827   // If there is no linkage to be performed or we are linking from the source,
828   // bring SF over.
829   return Function::Create(TypeMap.get(SF->getFunctionType()), getLinkage(SF),
830                           getName(SF), DstM);
831 }
832
833 /// Set up prototypes for any aliases that come over from the source module.
834 GlobalValue *ModuleLinker::copyGlobalAliasProto(TypeMapTy &TypeMap,
835                                                 const GlobalAlias *SGA) {
836   // If we are importing and encounter a weak_any alias, or an alias to
837   // an object being imported as a declaration, we must import the alias
838   // as a declaration as well, which involves converting it to a non-alias.
839   // See comments in ModuleLinker::getLinkage for why we cannot import
840   // weak_any defintions.
841   if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(SGA)) {
842     // Need to convert to declaration. All aliases must be definitions.
843     const GlobalValue *GVal = SGA->getBaseObject();
844     GlobalValue *NewGV;
845     if (auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal))
846       NewGV = copyGlobalVariableProto(TypeMap, GVar);
847     else {
848       auto *F = dyn_cast<Function>(GVal);
849       assert(F);
850       NewGV = copyFunctionProto(TypeMap, F);
851     }
852     // Set the linkage to External or ExternalWeak (see comments in
853     // ModuleLinker::getLinkage for why WeakAny is converted to ExternalWeak).
854     if (SGA->hasWeakAnyLinkage())
855       NewGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalWeakLinkage);
856     else
857       NewGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
858     return NewGV;
859   }
860   // If there is no linkage to be performed or we're linking from the source,
861   // bring over SGA.
862   auto *Ty = TypeMap.get(SGA->getValueType());
863   return GlobalAlias::create(Ty, SGA->getType()->getPointerAddressSpace(),
864                              getLinkage(SGA), getName(SGA), DstM);
865 }
866
867 void ModuleLinker::setVisibility(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SGV,
868                                  const GlobalValue *DGV) {
869   GlobalValue::VisibilityTypes Visibility = SGV->getVisibility();
870   if (DGV)
871     Visibility = isLessConstraining(Visibility, DGV->getVisibility())
872                      ? DGV->getVisibility()
873                      : Visibility;
874   // For promoted locals, mark them hidden so that they can later be
875   // stripped from the symbol table to reduce bloat.
876   if (SGV->hasLocalLinkage() && doPromoteLocalToGlobal(SGV))
877     Visibility = GlobalValue::HiddenVisibility;
878   NewGV->setVisibility(Visibility);
879 }
880
881 GlobalValue *ModuleLinker::copyGlobalValueProto(TypeMapTy &TypeMap,
882                                                 const GlobalValue *SGV,
883                                                 const GlobalValue *DGV) {
884   GlobalValue *NewGV;
885   if (auto *SGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV))
886     NewGV = copyGlobalVariableProto(TypeMap, SGVar);
887   else if (auto *SF = dyn_cast<Function>(SGV))
888     NewGV = copyFunctionProto(TypeMap, SF);
889   else
890     NewGV = copyGlobalAliasProto(TypeMap, cast<GlobalAlias>(SGV));
891   copyGVAttributes(NewGV, SGV);
892   setVisibility(NewGV, SGV, DGV);
893   return NewGV;
894 }
895
896 Value *ValueMaterializerTy::materializeDeclFor(Value *V) {
897   return ModLinker->materializeDeclFor(V);
898 }
899
900 Value *ModuleLinker::materializeDeclFor(Value *V) {
901   auto *SGV = dyn_cast<GlobalValue>(V);
902   if (!SGV)
903     return nullptr;
904
905   // If we are done linking global value bodies (i.e. we are performing
906   // metadata linking), don't link in the global value due to this
907   // reference, simply map it to null.
908   if (doneLinkingBodies())
909     return nullptr;
910
911   GlobalValue *DGV = copyGlobalValueProto(TypeMap, SGV);
912
913   if (Comdat *SC = SGV->getComdat()) {
914     if (auto *DGO = dyn_cast<GlobalObject>(DGV)) {
915       Comdat *DC = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
916       DGO->setComdat(DC);
917     }
918   }
919
920   return DGV;
921 }
922
923 void ValueMaterializerTy::materializeInitFor(GlobalValue *New,
924                                              GlobalValue *Old) {
925   return ModLinker->materializeInitFor(New, Old);
926 }
927
928 void ModuleLinker::materializeInitFor(GlobalValue *New, GlobalValue *Old) {
929   if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(Old))
930     return;
931
932   // Skip declarations that ValueMaterializer may have created in
933   // case we link in only some of SrcM.
934   if (shouldLinkOnlyNeeded() && Old->isDeclaration())
935     return;
936
937   assert(!Old->isDeclaration() && "users should not pass down decls");
938   linkGlobalValueBody(*Old);
939 }
940
941 bool ModuleLinker::getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
942                                    const GlobalVariable *&GVar) {
943   const GlobalValue *GVal = M->getNamedValue(ComdatName);
944   if (const auto *GA = dyn_cast_or_null<GlobalAlias>(GVal)) {
945     GVal = GA->getBaseObject();
946     if (!GVal)
947       // We cannot resolve the size of the aliasee yet.
948       return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
949                        "': COMDAT key involves incomputable alias size.");
950   }
951
952   GVar = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(GVal);
953   if (!GVar)
954     return emitError(
955         "Linking COMDATs named '" + ComdatName +
956         "': GlobalVariable required for data dependent selection!");
957
958   return false;
959 }
960
961 bool ModuleLinker::computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
962                                                  Comdat::SelectionKind Src,
963                                                  Comdat::SelectionKind Dst,
964                                                  Comdat::SelectionKind &Result,
965                                                  bool &LinkFromSrc) {
966   // The ability to mix Comdat::SelectionKind::Any with
967   // Comdat::SelectionKind::Largest is a behavior that comes from COFF.
968   bool DstAnyOrLargest = Dst == Comdat::SelectionKind::Any ||
969                          Dst == Comdat::SelectionKind::Largest;
970   bool SrcAnyOrLargest = Src == Comdat::SelectionKind::Any ||
971                          Src == Comdat::SelectionKind::Largest;
972   if (DstAnyOrLargest && SrcAnyOrLargest) {
973     if (Dst == Comdat::SelectionKind::Largest ||
974         Src == Comdat::SelectionKind::Largest)
975       Result = Comdat::SelectionKind::Largest;
976     else
977       Result = Comdat::SelectionKind::Any;
978   } else if (Src == Dst) {
979     Result = Dst;
980   } else {
981     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
982                      "': invalid selection kinds!");
983   }
984
985   switch (Result) {
986   case Comdat::SelectionKind::Any:
987     // Go with Dst.
988     LinkFromSrc = false;
989     break;
990   case Comdat::SelectionKind::NoDuplicates:
991     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
992                      "': noduplicates has been violated!");
993   case Comdat::SelectionKind::ExactMatch:
994   case Comdat::SelectionKind::Largest:
995   case Comdat::SelectionKind::SameSize: {
996     const GlobalVariable *DstGV;
997     const GlobalVariable *SrcGV;
998     if (getComdatLeader(DstM, ComdatName, DstGV) ||
999         getComdatLeader(SrcM, ComdatName, SrcGV))
1000       return true;
1001
1002     const DataLayout &DstDL = DstM->getDataLayout();
1003     const DataLayout &SrcDL = SrcM->getDataLayout();
1004     uint64_t DstSize =
1005         DstDL.getTypeAllocSize(DstGV->getType()->getPointerElementType());
1006     uint64_t SrcSize =
1007         SrcDL.getTypeAllocSize(SrcGV->getType()->getPointerElementType());
1008     if (Result == Comdat::SelectionKind::ExactMatch) {
1009       if (SrcGV->getInitializer() != DstGV->getInitializer())
1010         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
1011                          "': ExactMatch violated!");
1012       LinkFromSrc = false;
1013     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::Largest) {
1014       LinkFromSrc = SrcSize > DstSize;
1015     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::SameSize) {
1016       if (SrcSize != DstSize)
1017         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
1018                          "': SameSize violated!");
1019       LinkFromSrc = false;
1020     } else {
1021       llvm_unreachable("unknown selection kind");
1022     }
1023     break;
1024   }
1025   }
1026
1027   return false;
1028 }
1029
1030 bool ModuleLinker::getComdatResult(const Comdat *SrcC,
1031                                    Comdat::SelectionKind &Result,
1032                                    bool &LinkFromSrc) {
1033   Comdat::SelectionKind SSK = SrcC->getSelectionKind();
1034   StringRef ComdatName = SrcC->getName();
1035   Module::ComdatSymTabType &ComdatSymTab = DstM->getComdatSymbolTable();
1036   Module::ComdatSymTabType::iterator DstCI = ComdatSymTab.find(ComdatName);
1037
1038   if (DstCI == ComdatSymTab.end()) {
1039     // Use the comdat if it is only available in one of the modules.
1040     LinkFromSrc = true;
1041     Result = SSK;
1042     return false;
1043   }
1044
1045   const Comdat *DstC = &DstCI->second;
1046   Comdat::SelectionKind DSK = DstC->getSelectionKind();
1047   return computeResultingSelectionKind(ComdatName, SSK, DSK, Result,
1048                                        LinkFromSrc);
1049 }
1050
1051 bool ModuleLinker::shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc,
1052                                         const GlobalValue &Dest,
1053                                         const GlobalValue &Src) {
1054   // Should we unconditionally use the Src?
1055   if (shouldOverrideFromSrc()) {
1056     LinkFromSrc = true;
1057     return false;
1058   }
1059
1060   // We always have to add Src if it has appending linkage.
1061   if (Src.hasAppendingLinkage()) {
1062     // Caller should have already determined that we can't link from source
1063     // when importing (see comments in linkGlobalValueProto).
1064     assert(!isPerformingImport());
1065     LinkFromSrc = true;
1066     return false;
1067   }
1068
1069   bool SrcIsDeclaration = Src.isDeclarationForLinker();
1070   bool DestIsDeclaration = Dest.isDeclarationForLinker();
1071
1072   if (isPerformingImport()) {
1073     if (isa<Function>(&Src)) {
1074       // For functions, LinkFromSrc iff this is the function requested
1075       // for importing. For variables, decide below normally.
1076       LinkFromSrc = (&Src == ImportFunction);
1077       return false;
1078     }
1079
1080     // Check if this is an alias with an already existing definition
1081     // in Dest, which must have come from a prior importing pass from
1082     // the same Src module. Unlike imported function and variable
1083     // definitions, which are imported as available_externally and are
1084     // not definitions for the linker, that is not a valid linkage for
1085     // imported aliases which must be definitions. Simply use the existing
1086     // Dest copy.
1087     if (isa<GlobalAlias>(&Src) && !DestIsDeclaration) {
1088       assert(isa<GlobalAlias>(&Dest));
1089       LinkFromSrc = false;
1090       return false;
1091     }
1092   }
1093
1094   if (SrcIsDeclaration) {
1095     // If Src is external or if both Src & Dest are external..  Just link the
1096     // external globals, we aren't adding anything.
1097     if (Src.hasDLLImportStorageClass()) {
1098       // If one of GVs is marked as DLLImport, result should be dllimport'ed.
1099       LinkFromSrc = DestIsDeclaration;
1100       return false;
1101     }
1102     // If the Dest is weak, use the source linkage.
1103     LinkFromSrc = Dest.hasExternalWeakLinkage();
1104     return false;
1105   }
1106
1107   if (DestIsDeclaration) {
1108     // If Dest is external but Src is not:
1109     LinkFromSrc = true;
1110     return false;
1111   }
1112
1113   if (Src.hasCommonLinkage()) {
1114     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() || Dest.hasWeakLinkage()) {
1115       LinkFromSrc = true;
1116       return false;
1117     }
1118
1119     if (!Dest.hasCommonLinkage()) {
1120       LinkFromSrc = false;
1121       return false;
1122     }
1123
1124     const DataLayout &DL = Dest.getParent()->getDataLayout();
1125     uint64_t DestSize = DL.getTypeAllocSize(Dest.getType()->getElementType());
1126     uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(Src.getType()->getElementType());
1127     LinkFromSrc = SrcSize > DestSize;
1128     return false;
1129   }
1130
1131   if (Src.isWeakForLinker()) {
1132     assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
1133     assert(!Dest.hasAvailableExternallyLinkage());
1134
1135     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() && Src.hasWeakLinkage()) {
1136       LinkFromSrc = true;
1137       return false;
1138     }
1139
1140     LinkFromSrc = false;
1141     return false;
1142   }
1143
1144   if (Dest.isWeakForLinker()) {
1145     assert(Src.hasExternalLinkage());
1146     LinkFromSrc = true;
1147     return false;
1148   }
1149
1150   assert(!Src.hasExternalWeakLinkage());
1151   assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
1152   assert(Dest.hasExternalLinkage() && Src.hasExternalLinkage() &&
1153          "Unexpected linkage type!");
1154   return emitError("Linking globals named '" + Src.getName() +
1155                    "': symbol multiply defined!");
1156 }
1157
1158 /// Loop over all of the linked values to compute type mappings.  For example,
1159 /// if we link "extern Foo *x" and "Foo *x = NULL", then we have two struct
1160 /// types 'Foo' but one got renamed when the module was loaded into the same
1161 /// LLVMContext.
1162 void ModuleLinker::computeTypeMapping() {
1163   for (GlobalValue &SGV : SrcM->globals()) {
1164     GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV);
1165     if (!DGV)
1166       continue;
1167
1168     if (!DGV->hasAppendingLinkage() || !SGV.hasAppendingLinkage()) {
1169       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1170       continue;
1171     }
1172
1173     // Unify the element type of appending arrays.
1174     ArrayType *DAT = cast<ArrayType>(DGV->getType()->getElementType());
1175     ArrayType *SAT = cast<ArrayType>(SGV.getType()->getElementType());
1176     TypeMap.addTypeMapping(DAT->getElementType(), SAT->getElementType());
1177   }
1178
1179   for (GlobalValue &SGV : *SrcM) {
1180     if (GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV))
1181       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1182   }
1183
1184   for (GlobalValue &SGV : SrcM->aliases()) {
1185     if (GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV))
1186       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1187   }
1188
1189   // Incorporate types by name, scanning all the types in the source module.
1190   // At this point, the destination module may have a type "%foo = { i32 }" for
1191   // example.  When the source module got loaded into the same LLVMContext, if
1192   // it had the same type, it would have been renamed to "%foo.42 = { i32 }".
1193   std::vector<StructType *> Types = SrcM->getIdentifiedStructTypes();
1194   for (StructType *ST : Types) {
1195     if (!ST->hasName())
1196       continue;
1197
1198     // Check to see if there is a dot in the name followed by a digit.
1199     size_t DotPos = ST->getName().rfind('.');
1200     if (DotPos == 0 || DotPos == StringRef::npos ||
1201         ST->getName().back() == '.' ||
1202         !isdigit(static_cast<unsigned char>(ST->getName()[DotPos + 1])))
1203       continue;
1204
1205     // Check to see if the destination module has a struct with the prefix name.
1206     StructType *DST = DstM->getTypeByName(ST->getName().substr(0, DotPos));
1207     if (!DST)
1208       continue;
1209
1210     // Don't use it if this actually came from the source module. They're in
1211     // the same LLVMContext after all. Also don't use it unless the type is
1212     // actually used in the destination module. This can happen in situations
1213     // like this:
1214     //
1215     //      Module A                         Module B
1216     //      --------                         --------
1217     //   %Z = type { %A }                %B = type { %C.1 }
1218     //   %A = type { %B.1, [7 x i8] }    %C.1 = type { i8* }
1219     //   %B.1 = type { %C }              %A.2 = type { %B.3, [5 x i8] }
1220     //   %C = type { i8* }               %B.3 = type { %C.1 }
1221     //
1222     // When we link Module B with Module A, the '%B' in Module B is
1223     // used. However, that would then use '%C.1'. But when we process '%C.1',
1224     // we prefer to take the '%C' version. So we are then left with both
1225     // '%C.1' and '%C' being used for the same types. This leads to some
1226     // variables using one type and some using the other.
1227     if (TypeMap.DstStructTypesSet.hasType(DST))
1228       TypeMap.addTypeMapping(DST, ST);
1229   }
1230
1231   // Now that we have discovered all of the type equivalences, get a body for
1232   // any 'opaque' types in the dest module that are now resolved.
1233   TypeMap.linkDefinedTypeBodies();
1234 }
1235
1236 static void upgradeGlobalArray(GlobalVariable *GV) {
1237   ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(GV->getType()->getElementType());
1238   StructType *OldTy = cast<StructType>(ATy->getElementType());
1239   assert(OldTy->getNumElements() == 2 && "Expected to upgrade from 2 elements");
1240
1241   // Get the upgraded 3 element type.
1242   PointerType *VoidPtrTy = Type::getInt8Ty(GV->getContext())->getPointerTo();
1243   Type *Tys[3] = {OldTy->getElementType(0), OldTy->getElementType(1),
1244                   VoidPtrTy};
1245   StructType *NewTy = StructType::get(GV->getContext(), Tys, false);
1246
1247   // Build new constants with a null third field filled in.
1248   Constant *OldInitC = GV->getInitializer();
1249   ConstantArray *OldInit = dyn_cast<ConstantArray>(OldInitC);
1250   if (!OldInit && !isa<ConstantAggregateZero>(OldInitC))
1251     // Invalid initializer; give up.
1252     return;
1253   std::vector<Constant *> Initializers;
1254   if (OldInit && OldInit->getNumOperands()) {
1255     Value *Null = Constant::getNullValue(VoidPtrTy);
1256     for (Use &U : OldInit->operands()) {
1257       ConstantStruct *Init = cast<ConstantStruct>(U.get());
1258       Initializers.push_back(ConstantStruct::get(
1259           NewTy, Init->getOperand(0), Init->getOperand(1), Null, nullptr));
1260     }
1261   }
1262   assert(Initializers.size() == ATy->getNumElements() &&
1263          "Failed to copy all array elements");
1264
1265   // Replace the old GV with a new one.
1266   ATy = ArrayType::get(NewTy, Initializers.size());
1267   Constant *NewInit = ConstantArray::get(ATy, Initializers);
1268   GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(
1269       *GV->getParent(), ATy, GV->isConstant(), GV->getLinkage(), NewInit, "",
1270       GV, GV->getThreadLocalMode(), GV->getType()->getAddressSpace(),
1271       GV->isExternallyInitialized());
1272   NewGV->copyAttributesFrom(GV);
1273   NewGV->takeName(GV);
1274   assert(GV->use_empty() && "program cannot use initializer list");
1275   GV->eraseFromParent();
1276 }
1277
1278 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name) {
1279   // Look for the global arrays.
1280   auto *DstGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(DstM->getNamedValue(Name));
1281   if (!DstGV)
1282     return;
1283   auto *SrcGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(SrcM->getNamedValue(Name));
1284   if (!SrcGV)
1285     return;
1286
1287   // Check if the types already match.
1288   auto *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
1289   auto *SrcTy =
1290       cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
1291   if (DstTy == SrcTy)
1292     return;
1293
1294   // Grab the element types.  We can only upgrade an array of a two-field
1295   // struct.  Only bother if the other one has three-fields.
1296   auto *DstEltTy = cast<StructType>(DstTy->getElementType());
1297   auto *SrcEltTy = cast<StructType>(SrcTy->getElementType());
1298   if (DstEltTy->getNumElements() == 2 && SrcEltTy->getNumElements() == 3) {
1299     upgradeGlobalArray(DstGV);
1300     return;
1301   }
1302   if (DstEltTy->getNumElements() == 3 && SrcEltTy->getNumElements() == 2)
1303     upgradeGlobalArray(SrcGV);
1304
1305   // We can't upgrade any other differences.
1306 }
1307
1308 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobals() {
1309   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_ctors");
1310   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_dtors");
1311 }
1312
1313 /// If there were any appending global variables, link them together now.
1314 /// Return true on error.
1315 bool ModuleLinker::linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
1316                                          const GlobalVariable *SrcGV) {
1317   ArrayType *SrcTy =
1318       cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
1319   Type *EltTy = SrcTy->getElementType();
1320
1321   uint64_t NewSize = SrcTy->getNumElements();
1322   if (DstGV) {
1323     ArrayType *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
1324     NewSize += DstTy->getNumElements();
1325
1326     if (!SrcGV->hasAppendingLinkage() || !DstGV->hasAppendingLinkage())
1327       return emitError(
1328           "Linking globals named '" + SrcGV->getName() +
1329           "': can only link appending global with another appending global!");
1330
1331     // Check to see that they two arrays agree on type.
1332     if (EltTy != DstTy->getElementType())
1333       return emitError("Appending variables with different element types!");
1334     if (DstGV->isConstant() != SrcGV->isConstant())
1335       return emitError("Appending variables linked with different const'ness!");
1336
1337     if (DstGV->getAlignment() != SrcGV->getAlignment())
1338       return emitError(
1339           "Appending variables with different alignment need to be linked!");
1340
1341     if (DstGV->getVisibility() != SrcGV->getVisibility())
1342       return emitError(
1343           "Appending variables with different visibility need to be linked!");
1344
1345     if (DstGV->hasUnnamedAddr() != SrcGV->hasUnnamedAddr())
1346       return emitError(
1347           "Appending variables with different unnamed_addr need to be linked!");
1348
1349     if (StringRef(DstGV->getSection()) != SrcGV->getSection())
1350       return emitError(
1351           "Appending variables with different section name need to be linked!");
1352   }
1353
1354   ArrayType *NewType = ArrayType::get(EltTy, NewSize);
1355
1356   // Create the new global variable.
1357   GlobalVariable *NG = new GlobalVariable(
1358       *DstM, NewType, SrcGV->isConstant(), SrcGV->getLinkage(),
1359       /*init*/ nullptr, /*name*/ "", DstGV, SrcGV->getThreadLocalMode(),
1360       SrcGV->getType()->getAddressSpace());
1361
1362   // Propagate alignment, visibility and section info.
1363   copyGVAttributes(NG, SrcGV);
1364
1365   AppendingVarInfo AVI;
1366   AVI.NewGV = NG;
1367   AVI.DstInit = DstGV ? DstGV->getInitializer() : nullptr;
1368   AVI.SrcInit = SrcGV->getInitializer();
1369   AppendingVars.push_back(AVI);
1370
1371   // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
1372   // global.
1373   ValueMap[SrcGV] = ConstantExpr::getBitCast(NG, TypeMap.get(SrcGV->getType()));
1374
1375   if (DstGV) {
1376     DstGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, DstGV->getType()));
1377     DstGV->eraseFromParent();
1378   }
1379
1380   // Track the source variable so we don't try to link it.
1381   DoNotLinkFromSource.insert(SrcGV);
1382
1383   return false;
1384 }
1385
1386 bool ModuleLinker::linkGlobalValueProto(GlobalValue *SGV) {
1387   GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(SGV);
1388
1389   // Handle the ultra special appending linkage case first.
1390   assert(!DGV || SGV->hasAppendingLinkage() == DGV->hasAppendingLinkage());
1391   if (SGV->hasAppendingLinkage() && isPerformingImport()) {
1392     // Don't want to append to global_ctors list, for example, when we
1393     // are importing for ThinLTO, otherwise the global ctors and dtors
1394     // get executed multiple times for local variables (the latter causing
1395     // double frees).
1396     DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1397     return false;
1398   }
1399   if (SGV->hasAppendingLinkage())
1400     return linkAppendingVarProto(cast_or_null<GlobalVariable>(DGV),
1401                                  cast<GlobalVariable>(SGV));
1402
1403   bool LinkFromSrc = true;
1404   Comdat *C = nullptr;
1405   bool HasUnnamedAddr = SGV->hasUnnamedAddr();
1406
1407   if (const Comdat *SC = SGV->getComdat()) {
1408     Comdat::SelectionKind SK;
1409     std::tie(SK, LinkFromSrc) = ComdatsChosen[SC];
1410     C = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
1411     C->setSelectionKind(SK);
1412     ComdatMembers[SC].push_back(SGV);
1413   } else if (DGV) {
1414     if (shouldLinkFromSource(LinkFromSrc, *DGV, *SGV))
1415       return true;
1416   }
1417
1418   if (!LinkFromSrc) {
1419     // Track the source global so that we don't attempt to copy it over when
1420     // processing global initializers.
1421     DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1422
1423     if (DGV)
1424       // Make sure to remember this mapping.
1425       ValueMap[SGV] =
1426           ConstantExpr::getBitCast(DGV, TypeMap.get(SGV->getType()));
1427   }
1428
1429   if (DGV)
1430     HasUnnamedAddr = HasUnnamedAddr && DGV->hasUnnamedAddr();
1431
1432   if (!LinkFromSrc && !DGV)
1433     return false;
1434
1435   GlobalValue *NewGV;
1436   if (!LinkFromSrc) {
1437     NewGV = DGV;
1438     // When linking from source we setVisibility from copyGlobalValueProto.
1439     setVisibility(NewGV, SGV, DGV);
1440   } else {
1441     // If the GV is to be lazily linked, don't create it just yet.
1442     // The ValueMaterializerTy will deal with creating it if it's used.
1443     if (!DGV && !shouldOverrideFromSrc() && SGV != ImportFunction &&
1444         (SGV->hasLocalLinkage() || SGV->hasLinkOnceLinkage() ||
1445          SGV->hasAvailableExternallyLinkage())) {
1446       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1447       return false;
1448     }
1449
1450     // When we only want to link in unresolved dependencies, blacklist
1451     // the symbol unless unless DestM has a matching declaration (DGV).
1452     if (shouldLinkOnlyNeeded() && !(DGV && DGV->isDeclaration())) {
1453       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1454       return false;
1455     }
1456
1457     NewGV = copyGlobalValueProto(TypeMap, SGV, DGV);
1458
1459     if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(SGV))
1460       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1461   }
1462
1463   NewGV->setUnnamedAddr(HasUnnamedAddr);
1464
1465   if (auto *NewGO = dyn_cast<GlobalObject>(NewGV)) {
1466     if (C)
1467       NewGO->setComdat(C);
1468
1469     if (DGV && DGV->hasCommonLinkage() && SGV->hasCommonLinkage())
1470       NewGO->setAlignment(std::max(DGV->getAlignment(), SGV->getAlignment()));
1471   }
1472
1473   if (auto *NewGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(NewGV)) {
1474     auto *DGVar = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(DGV);
1475     auto *SGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV);
1476     if (DGVar && SGVar && DGVar->isDeclaration() && SGVar->isDeclaration() &&
1477         (!DGVar->isConstant() || !SGVar->isConstant()))
1478       NewGVar->setConstant(false);
1479   }
1480
1481   // Make sure to remember this mapping.
1482   if (NewGV != DGV) {
1483     if (DGV) {
1484       DGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NewGV, DGV->getType()));
1485       DGV->eraseFromParent();
1486     }
1487     ValueMap[SGV] = NewGV;
1488   }
1489
1490   return false;
1491 }
1492
1493 static void getArrayElements(const Constant *C,
1494                              SmallVectorImpl<Constant *> &Dest) {
1495   unsigned NumElements = cast<ArrayType>(C->getType())->getNumElements();
1496
1497   for (unsigned i = 0; i != NumElements; ++i)
1498     Dest.push_back(C->getAggregateElement(i));
1499 }
1500
1501 void ModuleLinker::linkAppendingVarInit(AppendingVarInfo &AVI) {
1502   // Merge the initializer.
1503   SmallVector<Constant *, 16> DstElements;
1504   if (AVI.DstInit)
1505     getArrayElements(AVI.DstInit, DstElements);
1506
1507   SmallVector<Constant *, 16> SrcElements;
1508   getArrayElements(AVI.SrcInit, SrcElements);
1509
1510   ArrayType *NewType = cast<ArrayType>(AVI.NewGV->getType()->getElementType());
1511
1512   StringRef Name = AVI.NewGV->getName();
1513   bool IsNewStructor =
1514       (Name == "llvm.global_ctors" || Name == "llvm.global_dtors") &&
1515       cast<StructType>(NewType->getElementType())->getNumElements() == 3;
1516
1517   for (auto *V : SrcElements) {
1518     if (IsNewStructor) {
1519       Constant *Key = V->getAggregateElement(2);
1520       if (DoNotLinkFromSource.count(Key))
1521         continue;
1522     }
1523     DstElements.push_back(
1524         MapValue(V, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1525   }
1526   if (DstElements.size() != NewType->getNumElements()) {
1527     NewType = ArrayType::get(NewType->getElementType(), DstElements.size());
1528     GlobalVariable *Old = AVI.NewGV;
1529     GlobalVariable *NG = new GlobalVariable(
1530         *DstM, NewType, Old->isConstant(), Old->getLinkage(), /*init*/ nullptr,
1531         /*name*/ "", Old, Old->getThreadLocalMode(),
1532         Old->getType()->getAddressSpace());
1533     copyGVAttributes(NG, Old);
1534     AVI.NewGV->replaceAllUsesWith(
1535         ConstantExpr::getBitCast(NG, AVI.NewGV->getType()));
1536     AVI.NewGV->eraseFromParent();
1537     AVI.NewGV = NG;
1538   }
1539
1540   AVI.NewGV->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, DstElements));
1541 }
1542
1543 /// Update the initializers in the Dest module now that all globals that may be
1544 /// referenced are in Dest.
1545 void ModuleLinker::linkGlobalInit(GlobalVariable &Dst, GlobalVariable &Src) {
1546   // Figure out what the initializer looks like in the dest module.
1547   Dst.setInitializer(MapValue(Src.getInitializer(), ValueMap,
1548                               RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1549 }
1550
1551 /// Copy the source function over into the dest function and fix up references
1552 /// to values. At this point we know that Dest is an external function, and
1553 /// that Src is not.
1554 bool ModuleLinker::linkFunctionBody(Function &Dst, Function &Src) {
1555   assert(Dst.isDeclaration() && !Src.isDeclaration());
1556
1557   // Materialize if needed.
1558   if (std::error_code EC = Src.materialize())
1559     return emitError(EC.message());
1560
1561   // Link in the prefix data.
1562   if (Src.hasPrefixData())
1563     Dst.setPrefixData(MapValue(Src.getPrefixData(), ValueMap,
1564                                RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1565
1566   // Link in the prologue data.
1567   if (Src.hasPrologueData())
1568     Dst.setPrologueData(MapValue(Src.getPrologueData(), ValueMap,
1569                                  RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1570                                  &ValMaterializer));
1571
1572   // Link in the personality function.
1573   if (Src.hasPersonalityFn())
1574     Dst.setPersonalityFn(MapValue(Src.getPersonalityFn(), ValueMap,
1575                                   RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1576                                   &ValMaterializer));
1577
1578   // Go through and convert function arguments over, remembering the mapping.
1579   Function::arg_iterator DI = Dst.arg_begin();
1580   for (Argument &Arg : Src.args()) {
1581     DI->setName(Arg.getName());  // Copy the name over.
1582
1583     // Add a mapping to our mapping.
1584     ValueMap[&Arg] = &*DI;
1585     ++DI;
1586   }
1587
1588   // Copy over the metadata attachments.
1589   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 8> MDs;
1590   Src.getAllMetadata(MDs);
1591   for (const auto &I : MDs)
1592     Dst.setMetadata(I.first, MapMetadata(I.second, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs,
1593                                          &TypeMap, &ValMaterializer));
1594
1595   // Splice the body of the source function into the dest function.
1596   Dst.getBasicBlockList().splice(Dst.end(), Src.getBasicBlockList());
1597
1598   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
1599   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
1600   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
1601   // functions and patch them up to point to the local versions.
1602   for (BasicBlock &BB : Dst)
1603     for (Instruction &I : BB)
1604       RemapInstruction(&I, ValueMap,
1605                        RF_IgnoreMissingEntries | RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1606                        &ValMaterializer);
1607
1608   // There is no need to map the arguments anymore.
1609   for (Argument &Arg : Src.args())
1610     ValueMap.erase(&Arg);
1611
1612   Src.dematerialize();
1613   return false;
1614 }
1615
1616 void ModuleLinker::linkAliasBody(GlobalAlias &Dst, GlobalAlias &Src) {
1617   Constant *Aliasee = Src.getAliasee();
1618   Constant *Val = MapValue(Aliasee, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1619                            &ValMaterializer);
1620   Dst.setAliasee(Val);
1621 }
1622
1623 bool ModuleLinker::linkGlobalValueBody(GlobalValue &Src) {
1624   Value *Dst = ValueMap[&Src];
1625   assert(Dst);
1626   if (const Comdat *SC = Src.getComdat()) {
1627     // To ensure that we don't generate an incomplete comdat group,
1628     // we must materialize and map in any other members that are not
1629     // yet materialized in Dst, which also ensures their definitions
1630     // are linked in. Otherwise, linkonce and other lazy linked GVs will
1631     // not be materialized if they aren't referenced.
1632     for (auto *SGV : ComdatMembers[SC]) {
1633       auto *DGV = cast_or_null<GlobalValue>(ValueMap[SGV]);
1634       if (DGV && !DGV->isDeclaration())
1635         continue;
1636       MapValue(SGV, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer);
1637     }
1638   }
1639   if (shouldInternalizeLinkedSymbols())
1640     if (auto *DGV = dyn_cast<GlobalValue>(Dst))
1641       DGV->setLinkage(GlobalValue::InternalLinkage);
1642   if (auto *F = dyn_cast<Function>(&Src))
1643     return linkFunctionBody(cast<Function>(*Dst), *F);
1644   if (auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(&Src)) {
1645     linkGlobalInit(cast<GlobalVariable>(*Dst), *GVar);
1646     return false;
1647   }
1648   linkAliasBody(cast<GlobalAlias>(*Dst), cast<GlobalAlias>(Src));
1649   return false;
1650 }
1651
1652 /// Insert all of the named MDNodes in Src into the Dest module.
1653 void ModuleLinker::linkNamedMDNodes() {
1654   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1655   for (const NamedMDNode &NMD : SrcM->named_metadata()) {
1656     // Don't link module flags here. Do them separately.
1657     if (&NMD == SrcModFlags)
1658       continue;
1659     NamedMDNode *DestNMD = DstM->getOrInsertNamedMetadata(NMD.getName());
1660     // Add Src elements into Dest node.
1661     for (const MDNode *op : NMD.operands())
1662       DestNMD->addOperand(MapMetadata(
1663           op, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs | RF_NullMapMissingGlobalValues,
1664           &TypeMap, &ValMaterializer));
1665   }
1666 }
1667
1668 /// Merge the linker flags in Src into the Dest module.
1669 bool ModuleLinker::linkModuleFlagsMetadata() {
1670   // If the source module has no module flags, we are done.
1671   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1672   if (!SrcModFlags) return false;
1673
1674   // If the destination module doesn't have module flags yet, then just copy
1675   // over the source module's flags.
1676   NamedMDNode *DstModFlags = DstM->getOrInsertModuleFlagsMetadata();
1677   if (DstModFlags->getNumOperands() == 0) {
1678     for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I)
1679       DstModFlags->addOperand(SrcModFlags->getOperand(I));
1680
1681     return false;
1682   }
1683
1684   // First build a map of the existing module flags and requirements.
1685   DenseMap<MDString *, std::pair<MDNode *, unsigned>> Flags;
1686   SmallSetVector<MDNode*, 16> Requirements;
1687   for (unsigned I = 0, E = DstModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1688     MDNode *Op = DstModFlags->getOperand(I);
1689     ConstantInt *Behavior = mdconst::extract<ConstantInt>(Op->getOperand(0));
1690     MDString *ID = cast<MDString>(Op->getOperand(1));
1691
1692     if (Behavior->getZExtValue() == Module::Require) {
1693       Requirements.insert(cast<MDNode>(Op->getOperand(2)));
1694     } else {
1695       Flags[ID] = std::make_pair(Op, I);
1696     }
1697   }
1698
1699   // Merge in the flags from the source module, and also collect its set of
1700   // requirements.
1701   bool HasErr = false;
1702   for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1703     MDNode *SrcOp = SrcModFlags->getOperand(I);
1704     ConstantInt *SrcBehavior =
1705         mdconst::extract<ConstantInt>(SrcOp->getOperand(0));
1706     MDString *ID = cast<MDString>(SrcOp->getOperand(1));
1707     MDNode *DstOp;
1708     unsigned DstIndex;
1709     std::tie(DstOp, DstIndex) = Flags.lookup(ID);
1710     unsigned SrcBehaviorValue = SrcBehavior->getZExtValue();
1711
1712     // If this is a requirement, add it and continue.
1713     if (SrcBehaviorValue == Module::Require) {
1714       // If the destination module does not already have this requirement, add
1715       // it.
1716       if (Requirements.insert(cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2)))) {
1717         DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1718       }
1719       continue;
1720     }
1721
1722     // If there is no existing flag with this ID, just add it.
1723     if (!DstOp) {
1724       Flags[ID] = std::make_pair(SrcOp, DstModFlags->getNumOperands());
1725       DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1726       continue;
1727     }
1728
1729     // Otherwise, perform a merge.
1730     ConstantInt *DstBehavior =
1731         mdconst::extract<ConstantInt>(DstOp->getOperand(0));
1732     unsigned DstBehaviorValue = DstBehavior->getZExtValue();
1733
1734     // If either flag has override behavior, handle it first.
1735     if (DstBehaviorValue == Module::Override) {
1736       // Diagnose inconsistent flags which both have override behavior.
1737       if (SrcBehaviorValue == Module::Override &&
1738           SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1739         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1740                             "': IDs have conflicting override values");
1741       }
1742       continue;
1743     } else if (SrcBehaviorValue == Module::Override) {
1744       // Update the destination flag to that of the source.
1745       DstModFlags->setOperand(DstIndex, SrcOp);
1746       Flags[ID].first = SrcOp;
1747       continue;
1748     }
1749
1750     // Diagnose inconsistent merge behavior types.
1751     if (SrcBehaviorValue != DstBehaviorValue) {
1752       HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1753                           "': IDs have conflicting behaviors");
1754       continue;
1755     }
1756
1757     auto replaceDstValue = [&](MDNode *New) {
1758       Metadata *FlagOps[] = {DstOp->getOperand(0), ID, New};
1759       MDNode *Flag = MDNode::get(DstM->getContext(), FlagOps);
1760       DstModFlags->setOperand(DstIndex, Flag);
1761       Flags[ID].first = Flag;
1762     };
1763
1764     // Perform the merge for standard behavior types.
1765     switch (SrcBehaviorValue) {
1766     case Module::Require:
1767     case Module::Override: llvm_unreachable("not possible");
1768     case Module::Error: {
1769       // Emit an error if the values differ.
1770       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1771         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1772                             "': IDs have conflicting values");
1773       }
1774       continue;
1775     }
1776     case Module::Warning: {
1777       // Emit a warning if the values differ.
1778       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1779         emitWarning("linking module flags '" + ID->getString() +
1780                     "': IDs have conflicting values");
1781       }
1782       continue;
1783     }
1784     case Module::Append: {
1785       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1786       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1787       SmallVector<Metadata *, 8> MDs;
1788       MDs.reserve(DstValue->getNumOperands() + SrcValue->getNumOperands());
1789       MDs.append(DstValue->op_begin(), DstValue->op_end());
1790       MDs.append(SrcValue->op_begin(), SrcValue->op_end());
1791
1792       replaceDstValue(MDNode::get(DstM->getContext(), MDs));
1793       break;
1794     }
1795     case Module::AppendUnique: {
1796       SmallSetVector<Metadata *, 16> Elts;
1797       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1798       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1799       Elts.insert(DstValue->op_begin(), DstValue->op_end());
1800       Elts.insert(SrcValue->op_begin(), SrcValue->op_end());
1801
1802       replaceDstValue(MDNode::get(DstM->getContext(),
1803                                   makeArrayRef(Elts.begin(), Elts.end())));
1804       break;
1805     }
1806     }
1807   }
1808
1809   // Check all of the requirements.
1810   for (unsigned I = 0, E = Requirements.size(); I != E; ++I) {
1811     MDNode *Requirement = Requirements[I];
1812     MDString *Flag = cast<MDString>(Requirement->getOperand(0));
1813     Metadata *ReqValue = Requirement->getOperand(1);
1814
1815     MDNode *Op = Flags[Flag].first;
1816     if (!Op || Op->getOperand(2) != ReqValue) {
1817       HasErr |= emitError("linking module flags '" + Flag->getString() +
1818                           "': does not have the required value");
1819       continue;
1820     }
1821   }
1822
1823   return HasErr;
1824 }
1825
1826 // This function returns true if the triples match.
1827 static bool triplesMatch(const Triple &T0, const Triple &T1) {
1828   // If vendor is apple, ignore the version number.
1829   if (T0.getVendor() == Triple::Apple)
1830     return T0.getArch() == T1.getArch() &&
1831            T0.getSubArch() == T1.getSubArch() &&
1832            T0.getVendor() == T1.getVendor() &&
1833            T0.getOS() == T1.getOS();
1834
1835   return T0 == T1;
1836 }
1837
1838 // This function returns the merged triple.
1839 static std::string mergeTriples(const Triple &SrcTriple, const Triple &DstTriple) {
1840   // If vendor is apple, pick the triple with the larger version number.
1841   if (SrcTriple.getVendor() == Triple::Apple)
1842     if (DstTriple.isOSVersionLT(SrcTriple))
1843       return SrcTriple.str();
1844
1845   return DstTriple.str();
1846 }
1847
1848 bool ModuleLinker::run() {
1849   assert(DstM && "Null destination module");
1850   assert(SrcM && "Null source module");
1851
1852   // Inherit the target data from the source module if the destination module
1853   // doesn't have one already.
1854   if (DstM->getDataLayout().isDefault())
1855     DstM->setDataLayout(SrcM->getDataLayout());
1856
1857   if (SrcM->getDataLayout() != DstM->getDataLayout()) {
1858     emitWarning("Linking two modules of different data layouts: '" +
1859                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1860                 SrcM->getDataLayoutStr() + "' whereas '" +
1861                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1862                 DstM->getDataLayoutStr() + "'\n");
1863   }
1864
1865   // Copy the target triple from the source to dest if the dest's is empty.
1866   if (DstM->getTargetTriple().empty() && !SrcM->getTargetTriple().empty())
1867     DstM->setTargetTriple(SrcM->getTargetTriple());
1868
1869   Triple SrcTriple(SrcM->getTargetTriple()), DstTriple(DstM->getTargetTriple());
1870
1871   if (!SrcM->getTargetTriple().empty() && !triplesMatch(SrcTriple, DstTriple))
1872     emitWarning("Linking two modules of different target triples: " +
1873                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1874                 SrcM->getTargetTriple() + "' whereas '" +
1875                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1876                 DstM->getTargetTriple() + "'\n");
1877
1878   DstM->setTargetTriple(mergeTriples(SrcTriple, DstTriple));
1879
1880   // Append the module inline asm string.
1881   if (!SrcM->getModuleInlineAsm().empty()) {
1882     if (DstM->getModuleInlineAsm().empty())
1883       DstM->setModuleInlineAsm(SrcM->getModuleInlineAsm());
1884     else
1885       DstM->setModuleInlineAsm(DstM->getModuleInlineAsm()+"\n"+
1886                                SrcM->getModuleInlineAsm());
1887   }
1888
1889   // Loop over all of the linked values to compute type mappings.
1890   computeTypeMapping();
1891
1892   ComdatsChosen.clear();
1893   for (const auto &SMEC : SrcM->getComdatSymbolTable()) {
1894     const Comdat &C = SMEC.getValue();
1895     if (ComdatsChosen.count(&C))
1896       continue;
1897     Comdat::SelectionKind SK;
1898     bool LinkFromSrc;
1899     if (getComdatResult(&C, SK, LinkFromSrc))
1900       return true;
1901     ComdatsChosen[&C] = std::make_pair(SK, LinkFromSrc);
1902   }
1903
1904   // Upgrade mismatched global arrays.
1905   upgradeMismatchedGlobals();
1906
1907   // Insert all of the globals in src into the DstM module... without linking
1908   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
1909   for (GlobalVariable &GV : SrcM->globals())
1910     if (linkGlobalValueProto(&GV))
1911       return true;
1912
1913   // Link the functions together between the two modules, without doing function
1914   // bodies... this just adds external function prototypes to the DstM
1915   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
1916   // all of the global values that may be referenced are available in our
1917   // ValueMap.
1918   for (Function &F :*SrcM)
1919     if (linkGlobalValueProto(&F))
1920       return true;
1921
1922   // If there were any aliases, link them now.
1923   for (GlobalAlias &GA : SrcM->aliases())
1924     if (linkGlobalValueProto(&GA))
1925       return true;
1926
1927   for (AppendingVarInfo &AppendingVar : AppendingVars)
1928     linkAppendingVarInit(AppendingVar);
1929
1930   for (const auto &Entry : DstM->getComdatSymbolTable()) {
1931     const Comdat &C = Entry.getValue();
1932     if (C.getSelectionKind() == Comdat::Any)
1933       continue;
1934     const GlobalValue *GV = SrcM->getNamedValue(C.getName());
1935     if (GV)
1936       MapValue(GV, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer);
1937   }
1938
1939   // Link in the function bodies that are defined in the source module into
1940   // DstM.
1941   for (Function &SF : *SrcM) {
1942     // Skip if no body (function is external).
1943     if (SF.isDeclaration())
1944       continue;
1945
1946     // Skip if not linking from source.
1947     if (DoNotLinkFromSource.count(&SF))
1948       continue;
1949
1950     if (linkGlobalValueBody(SF))
1951       return true;
1952   }
1953
1954   // Resolve all uses of aliases with aliasees.
1955   for (GlobalAlias &Src : SrcM->aliases()) {
1956     if (DoNotLinkFromSource.count(&Src))
1957       continue;
1958     linkGlobalValueBody(Src);
1959   }
1960
1961   // Update the initializers in the DstM module now that all globals that may
1962   // be referenced are in DstM.
1963   for (GlobalVariable &Src : SrcM->globals()) {
1964     // Only process initialized GV's or ones not already in dest.
1965     if (!Src.hasInitializer() || DoNotLinkFromSource.count(&Src))
1966       continue;
1967     linkGlobalValueBody(Src);
1968   }
1969
1970   // Note that we are done linking global value bodies. This prevents
1971   // metadata linking from creating new references.
1972   DoneLinkingBodies = true;
1973
1974   // Remap all of the named MDNodes in Src into the DstM module. We do this
1975   // after linking GlobalValues so that MDNodes that reference GlobalValues
1976   // are properly remapped.
1977   linkNamedMDNodes();
1978
1979   // Merge the module flags into the DstM module.
1980   if (linkModuleFlagsMetadata())
1981     return true;
1982
1983   return false;
1984 }
1985
1986 Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::KeyTy(ArrayRef<Type *> E, bool P)
1987     : ETypes(E), IsPacked(P) {}
1988
1989 Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::KeyTy(const StructType *ST)
1990     : ETypes(ST->elements()), IsPacked(ST->isPacked()) {}
1991
1992 bool Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::operator==(const KeyTy &That) const {
1993   if (IsPacked != That.IsPacked)
1994     return false;
1995   if (ETypes != That.ETypes)
1996     return false;
1997   return true;
1998 }
1999
2000 bool Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::operator!=(const KeyTy &That) const {
2001   return !this->operator==(That);
2002 }
2003
2004 StructType *Linker::StructTypeKeyInfo::getEmptyKey() {
2005   return DenseMapInfo<StructType *>::getEmptyKey();
2006 }
2007
2008 StructType *Linker::StructTypeKeyInfo::getTombstoneKey() {
2009   return DenseMapInfo<StructType *>::getTombstoneKey();
2010 }
2011
2012 unsigned Linker::StructTypeKeyInfo::getHashValue(const KeyTy &Key) {
2013   return hash_combine(hash_combine_range(Key.ETypes.begin(), Key.ETypes.end()),
2014                       Key.IsPacked);
2015 }
2016
2017 unsigned Linker::StructTypeKeyInfo::getHashValue(const StructType *ST) {
2018   return getHashValue(KeyTy(ST));
2019 }
2020
2021 bool Linker::StructTypeKeyInfo::isEqual(const KeyTy &LHS,
2022                                         const StructType *RHS) {
2023   if (RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey())
2024     return false;
2025   return LHS == KeyTy(RHS);
2026 }
2027
2028 bool Linker::StructTypeKeyInfo::isEqual(const StructType *LHS,
2029                                         const StructType *RHS) {
2030   if (RHS == getEmptyKey())
2031     return LHS == getEmptyKey();
2032
2033   if (RHS == getTombstoneKey())
2034     return LHS == getTombstoneKey();
2035
2036   return KeyTy(LHS) == KeyTy(RHS);
2037 }
2038
2039 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::addNonOpaque(StructType *Ty) {
2040   assert(!Ty->isOpaque());
2041   NonOpaqueStructTypes.insert(Ty);
2042 }
2043
2044 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::switchToNonOpaque(StructType *Ty) {
2045   assert(!Ty->isOpaque());
2046   NonOpaqueStructTypes.insert(Ty);
2047   bool Removed = OpaqueStructTypes.erase(Ty);
2048   (void)Removed;
2049   assert(Removed);
2050 }
2051
2052 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::addOpaque(StructType *Ty) {
2053   assert(Ty->isOpaque());
2054   OpaqueStructTypes.insert(Ty);
2055 }
2056
2057 StructType *
2058 Linker::IdentifiedStructTypeSet::findNonOpaque(ArrayRef<Type *> ETypes,
2059                                                bool IsPacked) {
2060   Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy Key(ETypes, IsPacked);
2061   auto I = NonOpaqueStructTypes.find_as(Key);
2062   if (I == NonOpaqueStructTypes.end())
2063     return nullptr;
2064   return *I;
2065 }
2066
2067 bool Linker::IdentifiedStructTypeSet::hasType(StructType *Ty) {
2068   if (Ty->isOpaque())
2069     return OpaqueStructTypes.count(Ty);
2070   auto I = NonOpaqueStructTypes.find(Ty);
2071   if (I == NonOpaqueStructTypes.end())
2072     return false;
2073   return *I == Ty;
2074 }
2075
2076 void Linker::init(Module *M, DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler) {
2077   this->Composite = M;
2078   this->DiagnosticHandler = DiagnosticHandler;
2079
2080   TypeFinder StructTypes;
2081   StructTypes.run(*M, true);
2082   for (StructType *Ty : StructTypes) {
2083     if (Ty->isOpaque())
2084       IdentifiedStructTypes.addOpaque(Ty);
2085     else
2086       IdentifiedStructTypes.addNonOpaque(Ty);
2087   }
2088 }
2089
2090 Linker::Linker(Module *M, DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler) {
2091   init(M, DiagnosticHandler);
2092 }
2093
2094 Linker::Linker(Module *M) {
2095   init(M, [this](const DiagnosticInfo &DI) {
2096     Composite->getContext().diagnose(DI);
2097   });
2098 }
2099
2100 void Linker::deleteModule() {
2101   delete Composite;
2102   Composite = nullptr;
2103 }
2104
2105 bool Linker::linkInModule(Module *Src, unsigned Flags,
2106                           const FunctionInfoIndex *Index,
2107                           Function *FuncToImport) {
2108   ModuleLinker TheLinker(Composite, IdentifiedStructTypes, Src,
2109                          DiagnosticHandler, Flags, Index, FuncToImport);
2110   bool RetCode = TheLinker.run();
2111   Composite->dropTriviallyDeadConstantArrays();
2112   return RetCode;
2113 }
2114
2115 void Linker::setModule(Module *Dst) {
2116   init(Dst, DiagnosticHandler);
2117 }
2118
2119 //===----------------------------------------------------------------------===//
2120 // LinkModules entrypoint.
2121 //===----------------------------------------------------------------------===//
2122
2123 /// This function links two modules together, with the resulting Dest module
2124 /// modified to be the composite of the two input modules. If an error occurs,
2125 /// true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate the problem.
2126 /// Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and shouldn't be
2127 /// relied on to be consistent.
2128 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src,
2129                          DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler,
2130                          unsigned Flags) {
2131   Linker L(Dest, DiagnosticHandler);
2132   return L.linkInModule(Src, Flags);
2133 }
2134
2135 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src, unsigned Flags) {
2136   Linker L(Dest);
2137   return L.linkInModule(Src, Flags);
2138 }
2139
2140 //===----------------------------------------------------------------------===//
2141 // C API.
2142 //===----------------------------------------------------------------------===//
2143
2144 LLVMBool LLVMLinkModules(LLVMModuleRef Dest, LLVMModuleRef Src,
2145                          LLVMLinkerMode Unused, char **OutMessages) {
2146   Module *D = unwrap(Dest);
2147   std::string Message;
2148   raw_string_ostream Stream(Message);
2149   DiagnosticPrinterRawOStream DP(Stream);
2150
2151   LLVMBool Result = Linker::LinkModules(
2152       D, unwrap(Src), [&](const DiagnosticInfo &DI) { DI.print(DP); });
2153
2154   if (OutMessages && Result) {
2155     Stream.flush();
2156     *OutMessages = strdup(Message.c_str());
2157   }
2158   return Result;
2159 }